变电站直流系统接地故障分析林美华

变电站直流系统接地故障分析林美华

林美华

（国网福建省电力有限公司泉州供电公司福建泉州362000）

摘要：电网是保障社会生产活动以及居民正常生活用电的保障。变电直流系统种类繁多、接线情况复杂，是电力系统中非常重要的电源系统之一，变电直流系统是一个独立的电源，脱离发电机以及系统运行方式改变的影响，是由浮充电装置和蓄电池组并联供给直流符合的运行系统。随着区域电网的不断发展建设，变电站设备的不断增多，构成了庞大复杂的直流电源网络，这给查找直流接地故障的提出了新的挑战。直流系统发生接地故障会造成很大的故障隐患，当发生接地时，应及时采用仪器和正确可行的方法查找并排除故障，对区域电网的安全运行具有十分重要的保障作用。

关键词：变电站；直流系统接地；故障；措施

变电站直流系统是变电站内所有继电保护、自动化装置、二次控制回路、断路器分合闸机构、事故照明等设备的工作电源，并保证在交流失电状态下不间断的供电。由于变电站直流系统对变电站的安全可靠运行起着非常重要的作用，被称为变电站的心脏。因此，直流系统发生故障将对变电站的安全运行产生重大影响。变电站直流系统主要由蓄电池组、充电机和直流馈线屏及馈线3部分组成。直流系统故障大多为直流系统内部一点接地。在发生故障后，应立即找出接地故障点，并尽快消除，否则可能产生严重后果。

1直流系统接地故障的类型

（1）直流系统接地故障多种多样，依照不同的划分标准可以将其归纳为不同的种类，以便于故障的分析和处理。

（2）按照接地的电源极性可以分为正极接地和负极接地。

（3）按照接地电阻的大小可以分为完全接地（直接接地）和不完全接地（间接接地）。

（4）按照接地持续的时间长短可以分为非永久性接地和永久性接地。

（5）按照接地点的个数可以分为单点接地和多点接地等。

（6）由于变电站内环境的复杂性，直流接地多是几个种类的混合。例如，在连续的阴雨天里，容易发生一两处直接接地和多处间接接地，其中有些接地点接地不稳定，时有时无，这就会给故障处理造成很大难度。

2直流系统接地的危害

直流系统接地分为直流正极接地和负极接地。直流系统接地故障不仅对设备不利，而且对整个电力系统的安全构成威胁。

（1）直流正极接地，有使保护及自动装置误动的可能。当发生直流正极接地时，可能会引起保护及自动装置误动。因为一般断路器的跳、合闸线圈以及继电器线圈是与负极电源接通的。如果在这些回路上再发生另一点直流接地，就可能将回路中的相关触点短路造成这些继电器或线圈带电引起误动作，造成断路器的误合闸、误跳闸。

（2）直流负极接地，有使保护自动装置拒动的可能。因为断路器的跳、合闸线圈以及保护继电器会在这些回路再有一点接地时，线圈被接地点短接而不能动作，并且可能烧坏继电器接点，将回路中的保险熔断使保护及操作回路失去电源。

（3）两点接地引起熔丝熔断。当接地点发生两点接地时，不但有可能导致断路器拒跳、熔丝会熔断，同时还有烧坏继电器触点的可能。

3直流系统接地故障的常见原因

（1）二次回路及设备严重污秽、受潮和腐蚀。遇到雷雨天气，室外端子箱或机构箱内极易潮湿积水，导致直流回路对地绝缘严重下降，严重者可能到零，从而形成接地。

（2）外来物触碰直流回路。例如老鼠将电缆绝缘层咬伤后，导致电缆芯与屏蔽层或端子箱触碰接地。而蚂蚁喜欢聚集在接线头的裸露部分，若聚集的数量足够大，则直流电经其身体与另一端的金属接地体相接造成接地。

（3）回路元件烧毁以致触碰外壳或地。

（4）施工工艺不严格，造成直流电缆线芯分叉接触到柜体金属外壳或施工时不谨慎造成电缆绝缘皮划伤、磨损等。

4直流系统接地故障处理

4.1拉回路法。这是电力系统查直流接地故障一直沿用的一个简单办法。所谓“拉回路”，就是停掉该回路的直流电源，停电时间应小于三秒。一般先从信号回路，照明回路，再操作回路，保护回路等等。由于二次系统越来越复杂，必然增大了拉回路查找接地故障的难度。微机保护由于计算机的运行特性也不允许随意断电，所以这种办法已基本不用了。只有在特殊情况向才使用本方法。拉路时的注意防止保护误动，一般的保护装置出于反措的要求一般都有防止直流电源消失保护误动的措施，对重要设备或新投产不久的设备，事先要采取措施，如申请调度断开保护跳闸压板。另外做好事故预想，拉路或取控制保险时，应事先通知值班人员，做好事故预想，以防开关误跳或出现其他异常情况。如取交流低压电机控制保险时，若合闸接触器保持接触不良，则会造成接触器释放。值班人员发现设备跳闸或自投应立即处理。

4.2直流接地选线装置监测法。这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装置。该装置的优点是能在线监测，随时报告直流系统接地故障，并显示出接地回路编号。缺点是该装置只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路，但对具体的接地点无法定位。技术上它受监测点安装数量的限制，很难将接地故障缩小到一个小的范围。而且该装置必须进行施工安装，对旧系统的改造很不便。此类装置还普遍存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。

5直流接地故障的防范措施

（1）增强监督现场施工，冬季施工的周期要尽量减少。就让冬季施工时间太长，因为不能达到工艺要求，设备投运后就会加多遗留下的问题。项目竣工后，验收小组要仔细负责，每一个程序都要把好关，对设备运行后也许会导致故障的问题部分要及时实施整改。

（2）日常工作中对设备的清理工作要增强。增强对室外端子箱、机构箱的密封，把尘土、积雪及时清理干净，可以使直流系统接地的产生有效的减少。因为室外电缆大多数都在电缆沟内，积雪融化后会流入其中，运行人员要及时实施清理电缆沟积水，避免电缆沟受潮导致的电缆绝缘能力的降低。

（3）电缆沟内和直埋式直流电缆要定期检验，避免电缆沟内升高水位淹没电缆或直埋式电缆其保护铁管中积水导致接地。

（4）增强对电缆施工作业时的安全监护，严格实施工作监护制度，完成工作后对现场杂物进行及时清理。

（5）把防范小动物的密封工作做好，直流电缆孔洞要封堵，避免小动物爬入直流带电回路导致接地。

（6）增强对断路器的操作线圈等设备的维护，其一直保持优良可用状态，避免其引线不良或线圈烧毁后绝缘破坏出现接地。

（7）变电站运行维护单位要定期对蓄电池室通风，并在蓄电池室使用有效的防潮方法。

6结语

在电力系统运行中，变电站直流系统是一种尤为关键与重要的电源系统，其是一个非常独立的电源，运行过程中并不受到系统运行方式改变而产生的影响，为电力系统运行的控制回路、信号监测、继电保护、自动设备以及故障照明等作业提供安全、可靠以及稳定的不间断运行电源，同时它还将为直流系统中断路器的分、合闸提供了安全、可靠的操作电源。

参考文献

[1]朱新菊，张亚峰.变电站直流系统接地故障分析与处理方法[J].电气开关，2013（01）.

[2]张永生，胡旭东，王伟，潘晓明，周陈斌.变电站直流系统接地故障分析[J].电力安全技术，2012（01）.

[3]张亚峰，朱新菊，童红东.一起变电站直流系统接地故障的查找及分析[J].安徽电力，2012（01）.